دیزل ژنراتور

ژنراتور – توان دیزل ژنراتور

تعاریف و مفاهیم توان در دیزل ژنراتور

 

تعاریف و مفاهیم توان در دیزل ژنراتور

انتخاب هوشمندانه توان دیزل ژنراتور مطابق با نیاز سایت و لود باعث تطابق بهتر تجهیزات حهت کارکرد های تعریف شده تجهیزات ، بهینه تر کردن عمردستگاه های برقی و بهتر شدن قابلیت اطمینان سیستم های برقی می شود.

تعاریف توانی دیزل ژنراتور ها ممکن است که پیجیده و گمراه کننده به نظر برسند ولی هدف اصلی آنها ساده است: تامین نیازهای مصرفی با بهینه ترین قابلت اطمینان سیستم ، کارایی و هزینه. سایزینگ اشتباه دیزل ژنراتور به معنای خرید دزل ژنراتور بزرگتر از نیاز و یا دیزل ژنراتور کوچکتر از توان مورد نیاز می باشد که باعث عمر کمتر دیزل برای اورهال (Diesel Overhaul) ، تعمیرات بیشتر و مدت زمان خرابی بیشتر (ِDowntime) می باشد.

تعریف توان دیزل ژنراتور در سال های اخیر تغییر کرده است و می توان سوئیچینگ های(Switchgear) پیچیده تری را به دیزل ژنراتور ها متصل کرد. این به معنای انعطاف بیشتر برای تعیین دیزل ژنراتور جهت نیاز های خاص و پیچیده مورد نیازمیباشد. درک کامل نوع کاربرد (Application) ،کلید و راه حل انتخاب بهترین توان برای دیزل ژنراتور می باشد. این به تنهایی فقط به معنی دانستن نوع بارگیری(Duty) نمی باشد بلکه باید سوالات زیر هم پاسخ داده شود:

  • بار ماکسیمم چقدر می باشد؟
  • در سال دیزل ژنراتور چند ساعت کار می کند؟
  • دیزل ژنراتور به صورت سنکرون با شبکه کار می کند ویا به صورت تکی و جدا؟

تعریف توان ها در دیزل ژنراتور

پنج نوع توان در دیزل ژنراتور ها تعریف می شود که شامل

  • Emergency Standby Power(ESP)
  • Standby
  • Mission Critical Standby
  • Prime
  • Continuous

(این تعاریف مربوط به دیزل ژنراتور CAT می باشد و کمی با تعاریف استاندارد صنعتی ISO8528-1  متفاوت می باشد)

Table 1: ISO 8528 and Caterpillar Ratings
ISO 8528 Rating Caterpillar Rating
توان تعریف توان تعریف
Emergency Standby Power (ESP) ماکسیمم توان قابل دسترس در طول یک ترکیب بار الکتریکی متغیر(Variable Electrical Power Sequence)، در حالت کاری گفته شده، در حالتی که برق شبکه قطع شده و یا در حالت تست تا ۲۰۰ ساعت کارکرد در سال و اجرای تمام نگهداری های (Maintenance)  که سازنده اعلام کرده است.بار متوسط مجاز خروجی در طول ۲۴ ساعت کارکرد نباید بیشتر از ۷۰ درصد توان ESP بیشتر شود. Emergency Standby Power (ESP) کارکرد ۵۰ ساعت در سال با ماکسیمم ۲۰۰ ساعت کارکرد در سال با بار متغیر.ضریب بار متغیر ۷۰ درصد بار توانESP  می باشد. اضافه بار امکان پذیر نمی باشد. در این توان قابلیت سنکرون با شبکه و یا دیزل ژنراتور های دیگر موجود نمی باشد.
            در ISO  تعریف نشده است  
Standby Power ۲۰۰ ساعت کارکرد در سال، با ۵۰۰ ساعت کارکرد در سال با لود متغییر. بار متوسط ۷۰ درصد توان Standby می باشد. اضافه بار امکان پذیر نمی باشد. در این توان قابلیت سنکرون با شبکه و یا دیزل ژنراتور های دیگر موجود نمی باشد.
Mission critical Standby ۲۰۰ ساعت کارکرد در سال، با ۵۰۰ ساعت کارکرد در سال با لود متغییر. بار متوسط ۸۵ درصد توان Standby می باشد.۱۰۰ درصد بارگیری برای ۵ درصد زمان کارکرد. در این توان قابلیت سنکرون با شبکه و یا دیزل ژنراتور های دیگر موجود نمی باشد. معمولا برای کاربرد در دیتا سنتر ها و بیمارستان ها می باشد.
Limited Time Running Power(LTP) ماکسیمم توان در شرایط کارکرد توافق شده. برای حالتی که دیزل ژنراتور قابلیت ۵۰۰ ساعت تحویل توان را در یک سال دارا می باشد. پروسه های نگهداری و تعمیرات باید بر اساس دستور العمل های سازنده باید انجام شود. Load Management Guidelines( Prime Power Rating) کنترل بار(Load Management)  کنترل عمدی بارها روی دیزل ژنراتور و یا شبکه می باشد که کمترین هرینه را داشته باشد. ماکسیمم ۵۰۰ ساعت کارکد برای بارهای متغیر در ۱ سال. ماکسیمم بار ۱۰۰ درصد می باشد. معمولا برای حالت های که پیک بار موجود می باشد و می خواهند این پیک حذف شود استفاده می شود.
Prime Running Power(PRP)
ماکسیمم توان که دیزل ژنراتور قادر می باشد به صورت دائم برای یک بار متغیر و زمان نا محدود به صورت شرایط توافق شده تحویل دهد و پروسه های نگهداری و تعمیرات باید بر اساس دستور العمل های سازنده باید انجام شود. توان مجاز برای بار متوسط ۲۴ ساعت کارکرد نباید بیشتر از ۷۰ درصد توان PRP  شود. Prime Power ساعت کارکد نامحدود. ضریب بار متغیر ۷۰ درصد توان Prime Power می باشد.۱۰ درصد اضافه بار در هر ۱۲ ساعت کارکرد برای ۱ ساعت مجاز می باشد. تعداد ساعت اضافه بار نباید در سال بیشتر از ۲۵ ساعت شود. این اضافه بار مطابق استاندارد ISO 3046-1  موجود می باشد.
Continues Operating Power(COP) ماکسیمم توانی که  به صورت توافق شده دیزل ژنراتوربرای ساعت کار نامحدود می تواند به صورت دائم در حالی که یک بار ثابت را تغذیه می کند تحویل دهد. . پروسه های نگهداری و تعمیرات باید بر اساس دستور العمل های سازنده باید انجام شود. Continues Power زمان استفاده نامحدود. لود ثابت باید بین ۷۰ تا ۱۰۰ درصد توان دائم کار اعلام شده باشد. معمول استفاد به صورت ۱۰۰ درصد توان در ۱۰۰ درصد کارکرد می باشد. زمان اورهال بستگی به کارکرد بر اساس ISO 5828  و زمان کارکردی که که دیزل بالای ۷۰ درصد توان کار کرده است بستگی دارد.

Standby:

در این کاربرد، دیزل ژنراتور قادر است توان اظطراری بکاپ در توان اسمی در پلاک (nameplate rating) در طول قطعی برق تامین کند. بار متوسط در حالت Standby  نباید از ۷۰ درصد توان اسمی بیشتر باشد و همچنین دیزل ژنراتور باید به بار متغیر متصل گردد. یک دیزل ژنراتور در توان استند بای حداکثر ۵۰۰ ساعت می تواند استفاده شود. حالت استندبای برای کاربردهای سنکرون با شبکه نباید استفاده گردد. برای مثال یک دیزل ژنراتور با توان اسمی استندبای ۳ MW، توان را در طول قعطی برق تامین می کند. این دیزل ژنراتور باید حداکثر  ۵۰۰ ساعت در سال کار کند و حداکثر بار متوسط ۲٫۱MW  را داشته باشد.

(Emergency Standby Power (ESP

توان ESP فقط در تعداد ساعت مجاز کارکرد در طول سال با توان استند بای تفاوت دارد . توان ESP  اجازه می دهد حداکثر ۲۰۰ ساعت در سال با بار متغیر و متوسط ۷۰ درصد توان اسمی دیزل ژنراتور کار کند. توان Standby و توان ESP  در نمودار زیر نمایش داده شده اند.

نمونه بار استندبای یک دیزل ژنراتور ۳ مگاوات

Mission Critical Standby:

در این کاربرد، دیزل ژنراتور قابلت تامین توان اظطرای بکاپ در مقدار نامی(The nameplate rating ) در طول قطعی برق را دارد. بار متوسط درتوان mission critical standby یک دیزل ژنراتور  نباید بیشتر از ۸۵ درصد توان اسمی mission critical باشد.در این حالت دیزل ژنراتور می تواند حداکثر ۵۰۰ ساعت در سال کار کند. معمولا حداکثر توان مصرفی (بار گیری از دیزل ژنراتور )در این حالت توان ۱۰۰ درصد اسمی در ۵ درصد زمان کارکد می باشد. توان نامی mission critical standby برای استفاده در حالت سنکرون با شبکه امکان پذیر نمی باشد. یک نمونه از توان mission critical standby rating در منحنی زیر نشان داده شده است.

تمونه بار standby mission critical یک دیزل ژنراتور ۳ مگاوات

برای مثال یک دیزل ژنراتوربا توان اسمی mission critical standby  ۳MW می تواند توان را فقط در زمان قطعی برق تامین کند.

در این حالت در سال حداکثر باید ۵۰۰ ساعت بارگیری شود و حداکثر دارای بار متوسط ۲٫۵۵ MW باشد

توان پرایم (Prime) دیزل ژنراتور

در این کاربرد، دیزل ژنراتور قابلیت تامین توان برای بار متغیر در مدت زمان نا محدود در طول یک سال را دارد. یک دیزل ژنراتور در توان پرایم قابلیت تامین بار کامل پرایم را برای یک دوره ی زمانی دارا می باشد ولی باید متوسط بار بیشتر از ۷۰ درصد توان پرایم دیزل ژنراتور نشود. ۱۰ درصد اضافه بار برای حداکثر ۱ ساعت در ۱۲ ساعت کارکرد و ماکسیمم ۲۵ ساعت در سال  حالت های اظطراری امکان پذیر است.

توان پرایم هم قابل برای استفاده در حالت پارالل(موازی ) با شبکه و هم به صورت تنها (Isolated) قابل استفاده است.

برای مثال ، یک دیزل ژنراتور با توان  نامی پرایم ۲٫۷MW ممکن است توان نامی اش را در زمان های کوتاهی تحویل دهد ولی باید حداکثر بار متوسط آن ۱٫۸۹MW باشد. دیزل ژنراتور می تواند ۳MW توان در حالت های اظطراری که در بالا گفته شد تحویل دهد. یک مثال از توان پرایم در شکل زیر نشان داده شده است(شکل ۳)

نمونه بار پرایم (Prime) یک دیزل ژنراتور ۳ مگاوات

مدیریت بار

یک دیزل ژنراتور با توان نامی پرایم برای کاربرد های مدیرت بار اجازه می دهد تا دیزل ژنراتور با شبکه به صورت سنکرون کارکند. یک دیزل ژنراتور در شرایط مدیرت بار می تواند حداکثر ۵۰۰ ساعت در سال کار کند. این دیزل ژنراتور همان توان نامی پرایم را دارد ولی می تواند بار متوسط ۱۰۰ درصد را تحویل دهد. در این حالت(مدیرت بار) نمی توان از دیزل ژنراتور اضافه بار ۱۰ درصدی گرفت. برای مثال، در این حالت یک دیزل ژنراتور ۲٫۷MW (توان نامی پرایم) می تواند ۲٫۷MW حداکثر ۵۰۰ ساعت در سال تحویل دهد.

شرایط های مدیریت بار

۲ نوع شرایط مدیریت بار وجود دارد: Base loading و Peak Shaving . در مدیریت بار Base Loading ، دیزل ژنراتور در یک توان ثابت کار می کند، و شبکه توان های پیک مورد نیاز را تامین می کند. در این سناریو کاربر ، درحالتی که دیزل ژنراتور  بتواند توان بیشتری از مقدار مورد نیاز بارها تولید کند این توان اضافی را به  شبکه بفروشد و می توان یک قرارداد با شبکه برای فروش توان اجرا کرد. یک نمونه از بیس لودینگ یا باگیری پایه ای در شکل ۴ نمایش داده شده است.

نمونه بار دائم کار(بیس لود یا Base Load)یک دیزل ژنراتور ۲٫۷ مگاواتی برای کنترل بار

در حالت Peak Shaving، شبکه یک بار ثابت فراهم می کند و در صورت وجود پیک های باری دیزل ژنراتور این پیک توانی را تامین می کند. Peak Shaving را می توان در طول سال زمانی که شبکه توانایی تامین بار به علت درخواست زیاد بار ندارد را استفاده کرد. در این حالت، شبکه مشوق هایی را پیشنهاد می دهد تا کاربران از Peak Shaving استفاده کنند تا مقدار بار را از روی شبکه کم کنند. یک نمونه از Peak Shaving در شکل ۵ نمایش داده شده است.

نمونه بار یک دیزل ژنراتور ۲٫۷ مگاواتی جهت از بین بردن پیک بار شبکه

Continues (دائم کار) در دیزل ژنراتور

در این کاربرد، دیزل ژنراتور قابلیت تامین توان را برای بار نا متغیر بدون محدودیت زمانی را دارا می باشد. با متوسط خروجی دیزل ژنراتور بین ۷۰ تا ۱۰۰ درصد توان نامی دائم کار آن می باشد. این توان برای تامین ۱۰۰ درصد بار در ۱۰۰ در صد کارکرد طراحی شده است. معمول کاربرد توان کانتینوس برای Base Loading در حالت موازی و سنکرون با شبکه و تولید مشترک توان که در بالا توضیح داده شد می باشد. یک نمونه از در شکل زیر نمایش داده شده است.

نمونه بار یک دیزل ژنراتور ۲٫۷ مگاواتی دائم کار یا کانتینیوس(Continues)

اجرای کاربردهای چند تایی 

استفاده هوشمندانه از تعاریف توانی گفته شده در بالا می تواند به مشتری کمک کند تا سیستم هایی با چند هدف مدیریت بار اجرا کند. در اینجا، کلید زنی های پیشرفته (Advanced switchgear) یک بخش از معادله می باشد. در تعدادی از کاربری ها ممکن است تمایل برای استفاده از دیزل ژنراتور بکاپ جهت استفاده در مدیرت بار باشد تا مقداری از سرمایه آنها برگردد.

اگرچه، دیزل ژنراتور استندبای برای کاربرد موازی با شبکه نیستند. برای استفاده از آن ها در حالت سنکرون با شبکه می توان از توان پرایم با مدیریت بار و یا کانتینیوس استفاده کرد. کلید های سنکرون شونده و تعیین دقیق توان پرایم باید در حالت مدیریت بار در نظر گرفته شود. کنترل کلید زنی باعث افزایش انطباق پذیری سیستم می شود و اجازه می دهد تا دیزل  با شبکه سنکرون شود. کلید خانه می توان بار را روی دیزل ژنرا تور کنترل و بار تامین شده از شبکه را کنترل کندد. این باعث می شود دیزل بار مناسب با تعریف توانی یشان را تامین کنند و از حد مجاز و ساعت کارکرد تعیین شده بر اساس استاندارد سازنده تخطی نکنند.

نتیجه:

بدون توجه به نوع کاربرد، تعاریف توانی دیزل کمک می کند تا نیاز های مشتری ها تامین شود و تجهیزات از خرابی و سوکارکرد بیمه شوند. انتخاب توان مناست به معنی انتخاب مناسب بین ساعت کارکرد، بار پیک و بار متوسط می باشد. انتخاب توان مناسب به معنی کمترین هزینه و دریافت بهتری حالت کاری می باشد.

 

پیشنهاد می‌گردد مطالب زیر نیز مطالعه گردد:

Nominal Voltage: What is it? (vs. Operating & Rated Voltage)

ولتاژ اسمی – ولتاژ کار و ولتاژ نامی

دیزل ژنراتور دیتا سنترها

دیزل ژنراتورها چقدر عمر می‌کنند؟

دیزل ژنراتور راه اندازی موتور

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی فعال در زمینه های : دیزل ژنراتور ( سنکرونایزینگ - نصب و راه اندازی - عیب یابی -نگهداری - تامین دیزل ژنراتور و لوازم یدکی)- فروش ، تست ، راه اندازی و سنکرونایزینگ ژنراتورهای گازی و دیزلی ، ترانسفورماتورهای توزیع و قدرت ، خازن های فشار ضعیف و متوسط- مشاوره و طراحی مهندسی - نظارت و بازرسی - آموزش های تخصصی- پروژه های نفت ، گاز و پتروشیمی - دیتاسنتر - فولاد - احداث پست برق

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا